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1、多角度复习光合作用与细胞呼吸高考生物二轮专题复习讲与练细胞代谢是高中生物课中的重点内容，为历年生物高考中必考的重点，其中光合作用与细胞呼吸的部分更是考查的重中之重，故有人称之为细胞代谢的绝代双骄”。且二者的生理过程还有着千丝万缕的联系，现从以下几个方面对两者之间的关系进行探讨分析，以期同学们对此有更深 的认识与理解。一、从H的角度拓展在光合作用的光反应阶段，水光解时产生的H与NADP （氧化型辅酶n）在相应酶的作用下生成NADPH （还原型辅酶n）,即光合作用中的Ho在呼吸作用的第一阶段（有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同）及有氧呼吸的第二阶段，NAD（氧化型辅酶n）与H在相应酶的作用下生成 N
2、ADH （还原型辅酶n）,即呼吸作用中的H。当然，尽管H类型不同，其作用对象也不同，但它们都属于强还原性物质，从这个角度 又可将它们统称为H。在中学阶段，当试题中给出H时，它既可表示光合作用中产生的 H, 也可表示呼吸作用中产生的 H。在光合作用中，H在暗反应阶段为还原剂还原 产生的H与O2结合生成水，在无氧呼吸过程中， 化碳。C3,而在有氧呼吸的第三阶段，前两个阶段H用于还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧关于H的来源、去路如图所示。呼啜作用心和例水（挺囊体薄眼） NADPH（叶稣体基质）/ 还原如葡萄施囹总质基质）HNADH- /时丙苗1酸、水线粒体基施）无氧时 t细胞Ml 基腹）有气时找粒怵内
3、膜）还股与氧结合内第酸生成水典例1 如图表示生物细胞内H的转移过程，下列分析正确的是（A. n过程可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ADP的产生呼吸作用为宿叫能（类蠢体薄膜）有氧时（线粒体、细胞质旱质）一少量（叶蝇体基质）只用于暗反应过程.转化为稳定的化学族储存在无氧H、L他椅情（细胞质儿质）用于各项生命活动b. n过程一定发生在叶绿体基质中，且必须在光下才能进行C.真核细胞的n过程发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与D.无氧条件下n过程产生的H会在细胞中积累解题思路如图所示，n过程表示光反应，可以发生在叶绿体基粒上，且伴随着ATP的产生，A错误;n过程通常表示光合作用的暗反应，故光不是必须条件
4、，并且也可发生在没有叶绿体的原核细胞 中，此外，还有一些细菌通过化能合成作用可将二氧化碳和水合成（CH2O）,此过程也不需要光，也没有叶绿体参与，b错误；真核细胞的n过程表示有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，且必须有氧气参与，C正确；n过程表示呼吸作用第一阶段，无氧呼吸产生的H还原丙酮酸生成乳酸或酒精和二氧化碳，不会造成细胞内H的积累，D错误。答案：C、从能量变化的角度再审视光合作用与呼吸作用都能产生ATP,但二者也存在着一定的区别。在光合作用的光反应阶段，光能转化为活跃的化学能储存在ATP中，此阶段产生的 ATP只用于暗反应过程，并将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。
5、在有氧呼吸过程中，以葡萄糖为例，葡萄糖完全分解释放的能量较多，一部分以热量形式释 放，另有一少部分能量则转移到ATP中，故此过程产生的能量不等同于ATP中储存的能量，且只有呼吸作用产生的 ATP才能作为直接能源用于各项生命活动。对一个正在生长的植物来说，光合作用过程产生的 ATP应多于呼吸作用过程产生的 ATP。因为一方面正在生长的植物有机物有积累，即光合作用产生的有机物要多于呼吸作用消耗的有机物；另一方面，光合作用过程中有机物中的能量都来自ATP中能量的转化，而呼吸作用过程中的有机物分解释放的能量一大部分以热能形式散失。关于ATP的来源、去路如图所示。有机物中典例2 试验田中某棉花在适宜的光
6、照和温度下生长，叶肉细胞中能产生 H的场所 有。根尖细胞中能产生H的物质有 。叶肉细胞中能产生 ATP的场所有 。根尖细胞中产生 ATP最多的场所是。解题思路在适宜的光照和温度下叶肉细胞可以进行光合作用，且能进行呼吸作用，因此叶肉细胞中能 产生H的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。而根尖细胞只进行呼吸作用，在有氧呼吸过 程中，第一阶段产生的H来源于葡萄糖，第二阶段产生的 H来源于丙酮酸和水。叶肉细胞 中光合作用与呼吸作用都能产生 ATP,呼吸作用中在第三阶段产生的能量最多，其场所是线粒体 内膜。答案：细胞质基质、线粒体、叶绿体葡萄糖、丙酮酸、水 叶绿体（类囊体薄 膜）、线粒体、细胞质基质线粒体
7、内膜三、从水与二氧化碳的转化角度看反应1 .水：光合作用既消耗水（光反应），同时也产生水。有氧呼吸也是既消耗水（第二阶段） ：同时也产生水（第三阶段）。总体来说，光合作用消耗的水多于产生的，而有氧呼吸产生的水多于消耗的。在光合作用过程中，水光解产生O2和H。在有氧呼吸过程中，水和丙酮酸参与第二阶段产生CO2和大量的H。对于呼吸作用来说，产物中有水的一定是有氧呼吸，产物中无水的则为无氧呼吸。2 .二氧化碳（1）呼吸作用中二氧化碳来历对于呼吸作用来说，有二氧化碳产生的可能是有氧呼吸也可能是无氧呼吸。若无二氧化碳释 放时（在无氧条件下），只进行乳酸发酵或细胞已死亡。当产物中酒精的物质的量（单位用mo
8、l表示）等于二氧化碳的物质的量时，只进行酒精发酵的无氧呼吸，当产物中酒精的物质的量小于二氧化碳的物质的量时，既有进行酒精发酵的无氧呼 吸也有有氧呼吸，多余的二氧化碳来自有氧呼吸。（2）光合作用中的二氧化碳去向n在光照条件下，叶肉细胞若无二氧化碳的吸收与释放时，真光合速率等于呼吸速率。n在二氧化碳处于未饱和之前的某一浓度时，适当增加二氧化碳浓度，会提高真光合速率， 而当温度不变时呼吸速率不会变化，与原来相比，较小的光照强度就能达到原来的真光合速率， 因此光补偿点（即净光合速率为 0时的光照强度）下降。在达到光饱和点时，限制真光合速率的主要外界条件是二氧化碳浓度相对较低，此时如果适 当增加二氧化碳
9、浓度，随着光照强度的增加真光合速率还会增加，光的饱和点也会上升。n植物光合作用优先利用叶肉细胞自身线粒体有氧呼吸产生的二氧化碳，当自身产生的二氧 化碳不足时才从外界吸收。典例3选取长势相同的若干同种植株随机均分为甲、乙、丙三组进行实验，甲、乙两组培养在CO2浓度为0.05%的环境中，丙组培养在 CO2浓度为0.01 %的环境中，其他条件适宜。 在一个无云的晴天，甲、丙两组做了轻微遮光处理，乙组不遮光，测定得到的三组植株光合速率 的日变化曲线如图所示。请据图回答：净光合速率相对值（1）n、n、n曲线分别表示 组植株光合速率的日变化。（2）一天内，n曲线所示植株体内有机物总量在 点对应时刻最少，原
10、因是（3）在h点对应时刻，n、n曲线产生氧气量较多的是 组植物，原因（4）n曲线在 卜g段逐渐下降的原因是 ,此时 细胞叶绿体内H的含量, C3的含量。（5）在ab段，n曲线所示植物进行光合作用的主要限制因素是 。 此时若提高环境中 CO2浓度，则光合速率将 。（6） n曲线d点后趋于稳定，原因是 解题思路（1）甲、乙、丙三组的外部条件分别是：轻微遮光、CO2浓度为0.05%,正常光照、CO2浓度为0.05%,轻微遮光、CO2浓度为0.01%,因此可以判断 n、n、n曲线分别表示乙、甲、丙组 植株光合速率的日变化。（2）一天内，n曲线所示植株在c点对应时刻净光合速率相对值为0,还没有进行有机物
11、的积累，所以体内有机物总量最少。（3）在h点对应时刻，n、n曲线产生氧气量较多的是乙组植物，原因是乙组植物所处环境是正常光照，而甲组植物所处环境是轻微遮光环 境，故乙组植株由于叶温较高，呼吸速率大于甲组植株。（4） n曲线在fg段逐渐下降的原因是光照过强，气孔关闭，CO2供应不足，限制了光合作用暗反应。此时细胞叶绿体内，CO2固定速率减弱，CO2还原仍在继续，因此 C的含量会减少；由于 C的含量减少，导致 CO2还原速率下 降，对H的消耗速率下降，而H还在继续形成，故H的含量会增多。（5） ab段对应 的时间为凌晨，光照较弱，因此在ab段，n曲线所示植物进行光合作用的主要限制因素是光照强度。此
12、时若提高环境中 CO2浓度，则光合速率基本不变。（6）丙组植株（轻微遮光、CO2浓度为0.01%）与甲组植株（轻微遮光、CO2浓度为0.05%）相比，丙组植株所处外界环境中的CO2浓度较低，因此较早达到光饱和，此时限制光合速率的主要外界因素是CO2浓度。正确答案（1）乙、甲、丙（2） c此刻净光合速率相对值为零，还没有进行有机物的积累（3）乙 乙组植株由于叶温较高，呼吸速率大于甲组植株（4）光照过强，气孔关闭，CO2供应不足 增多 减少（5）光照强度 基本不变（6）光照达到饱和，CO2浓度较低，限制光合速率的提高四、从温度对光合作用与呼吸作用过程的影响来思考如图所示，在一定温度范围内（A点之前
13、），适当升高温度，与光合作用有关的酶活性增加较快，而与呼吸作用有关的酶活性增加较慢，故有利于光合作用的进行。当温度较高时（A点之后到呼吸作用酶的最适温度之前），与呼吸作用的有关的酶活性增加较明显，而与光合作用有关的酶活性反而会下降。一般地说，同种植物光合作用的最适温度要低于呼吸作用的最适温度。此外， 图中两条曲线的交点处净光合速率为0。适当增加昼夜温差，提高植物白天的光合速率，降低晚上的呼吸速率，则一天内有机物积累 量增加，有利于植物的生长。但并非昼夜温差越大越好，因为植物各种生命活动所需能量全部来 自呼吸作用。典例4 如图甲为光合作用最适温度条件下，植物光合速率测定装置图，图乙中a、b为测定
14、过程中某些生理指标相对量的变化。下列说法不正确的是（）相对伯甲植物脑苗8工缓冲成毛珈刻发管时同A.图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动B.若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为 1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗 叶绿体产生NADPH的速率将不变C.一定光照条件下，如果再适当升高温度，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率会发生从 a到b的变化D.若图乙表示甲图植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度解题思路图甲装置在较强光照下，植物光合作用强度大于呼吸作用强度，植物所需二氧化碳由CO2缓冲液提供，而产生的氧气会使装置中气体体积增大，因此有色液滴向右移动，如果再放到黑暗环 境中，植物呼吸消耗氧气而产生的二氧化碳又被CO2缓冲液吸收，因此有色液滴向左移动，A正确。若将图甲中的 CO2缓冲液换成质量分数为 1%的NaOH溶液，虽然光照条件不变，但由于无二氧化碳提供，也即暗反应不能为光反应提供ADP与NADP等物质，从而影响光反应的进行，产生NADPH的速率将下降，B错误。在光合作用最适温度时再升高温度，与光合作用有关的酶 活性会下降，真光合速率下降，而一般情况下与呼吸作用有关的酶的最适温度较高，此时酶活性会随温度升高而升高，因此呼吸速率会升高，C正确。光合速率由a到b变化，说明光合速率升高了，影响光合速
